CN207986919U - 一种多级过滤自循环式的超纯水设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多级过滤自循环式的超纯水设备，包括储水箱和压力变送器，所述储水箱的底部内壁上固定安装有压力变送器，所述储水箱的输出端通过输出管道与水流控制器相连接，所述压力变送器的输出端通过连接管道与纯水泵相连接，所述纯水泵的输出端与第二流量控制器相连接，所述第二流量控制器的输出端通过管道依次与泵菌灯和降TOC灯相连接，所述管道的输出端端口处设置有吹气膜和脱气膜，所述脱气膜的输出端通过管道与紫外灯相连接，整个装置采用分布式控制方式，对超纯水的TOC、电阻率和溶氧量等进行采样检测，最终输出超纯水，实用性强，对超纯水水质参数的控制相对精确，有效的避免了超纯水对环境产生污染。
Description
技术领域
本实用新型涉及超纯水设备技术领域，具体为一种多级过滤自循环式的超纯水设备。
背景技术
超纯水简称是电阻率大于18MΩ*cm的水，其根据电阻、细菌、粒子及总有机碳等参数来定义，超纯水不仅限于半导体行业，在其它如医药、发电厂、微电、精密制程等相关产业，也是不可或缺的生产原材料，但就半导体行业而言，需求量居各行业之首：
(1)伴随着的制造工业的发展，超纯水系统变得越来越复杂和庞大，系统需要检测执行的信号繁多，对超纯水自动化系统的数据处理能力、安全性，可靠性的要求的提出了更高的要求，且需要及时地对系统的故障进行有效的预测、检测、分离和修复；
(2)现有的超纯水设备生产的超纯水还存在一定的溶解氧，容易在硅片表面形成自然氧化膜，从而影响电路的性能及成品率；
(3)现有的超纯水中硅会造成磷硅雾、等离子刻蚀，形成颗粒污染而影响图形缺陷，降低电子管及固体电路的质量，甚至造成废品。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足，本实用新型提供一种多级过滤自循环式的超纯水设备，采用分布式控制方式，对超纯水的TOC、电阻率和溶氧量等进行采样检测，最终输出超纯水，整个系统可以采用外界的控制器进行控制，实用性强，对超纯水水质参数的控制相对精确，有效的避免了超纯水对环境产生一定的污染，能有效的解决背景技术提出的问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多级过滤自循环式的超纯水设备，包括储水箱和压力变送器，所述储水箱的底部内壁上固定安装有压力变送器，所述储水箱的输入端通过输入管道与隔膜阀相连接，所述输入管道的输入端与第一流量控制器相连接，所述储水箱的输出端通过输出管道与水流控制器相连接，所述输出管道的控制端与单向阀相连接，所述压力变送器的输出端通过连接管道与纯水泵相连接，所述纯水泵的输出端与第二流量控制器相连接，所述第二流量控制器的输出端通过管道依次与泵菌灯和降TOC灯相连接，所述管道的输出端设置有压力计，所述管道的输出端端口处设置有吹气膜和脱气膜，所述脱气膜的输出端通过管道与紫外灯相连接，所述紫外灯的输出端通过管道与抽水泵相连接，所述抽水泵的输出端与微纳米过滤膜相连接，所述微纳米过滤膜的输出端通过输水端口与输出管道贯穿连接。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述储水箱的右侧面上设置有排污管道，所述排污管道的上表面设置有球阀。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述吹气膜的控制端与氮气流量控制器相连接，所述氮气流量控制器的驱动端与氮气泵相连接。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述脱气膜的控制端与真空压力变送器相连接，所述真空压力变送器的输出端与真空泵相连接。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述压力变送器包括不锈钢壳体，所述不锈钢壳体的上表面固定安装有输出端口，所述不锈钢壳体的内壁上设置有硅橡胶，所述硅橡胶的上端与预紧弹簧相连接，所述预紧弹簧固定安装在输出端口的下端，所述硅橡胶的内壁上还设置有导线，所述导线的导电端与不锈钢片相连接。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述不锈钢片固定安装在不锈钢壳体的内壁上，所述不锈钢片的上表面设置有压电陶瓷片。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述不锈钢壳体的左侧面上还固定安装有驱动电源接头，所述不锈钢壳体的下端通过紧固螺钉与储水箱的内壁相连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型的超纯水设备在过所有工艺处里后，在末端设置第兰个水质采样点，分别对电阻率、溶氧和TOC进行检测。三段水质检测后的废水经过各自的单向阀后汇集在一处由排水管路排出。当水质达到超纯水的指标要求后即可向外供水，多余的流量可经排水液路排出。本发明设计的系统具有回水液路，可将一部分经各级工艺处理的超纯水引回至水箱中，其流量由回路上的流量控制器调节，这样的设计一方面可以避免超纯水的浪费，另一方面可尝试通过控制回水的流量对超纯水的水质进行控制；
(2)本实用新型采用抽真空与加扫气相结合操作模式是在脱气膜气一侧连接吹扫气体，另一头连接至真空系气路。吹扫气体可以稀释从液相中跑到气相侧的气体同时把他们带出脱气膜。该种脱气模式适合于对溶解氧含量极低的场合，待脱气的液体在中空纤维膜的外侧流动，一端在中空纤维膜的内侧施加真空抽吸，另一端辅适量的氮气吹扫造成膜内氧气的气体分压降低。液相中的氧就不断由液相向膜内侧的气相移动，并由吹扫气体和真空抽吸带走。这就降低了水中的溶氧浓度。
(3)本实用新型使用错流过滤的操作方式和立式的安装方式对超纯水进行终端过滤，祛除了超纯水中的颗粒物，排除了超纯水中的杂质干扰。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型的压力变送器结构示意图。
图中：1-储水箱；2-压力变送器；3-第一流量控制器；4-隔膜阀；5-输入管道；6-水流控制器；7-输出管道；8-球阀；9-排污管道；10-纯水泵；11- 连接管道；12-第二流量控制器；13-泵菌灯；14-降TOC灯；15-吹气膜；16- 脱气膜；17-紫外灯；18-抽水泵；19-微纳米过滤膜；20-真空压力变送器； 21-氮气流量控制器；22-氮气泵；23-真空泵；24-单向阀；25-管道；26-压力计；
200-不锈钢壳体；201-预紧弹簧；202-输出端口；203-硅橡胶；204-导线；205-不锈钢片；206-驱动电源接头；207-压电陶瓷片；208-紧固螺钉。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本实用新型可以用以实施的特定实施例。本实用新型所提到的方向和位置用语，例如「上」、「中」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向和位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本实用新型，而非用以限制本实用新型。
实施例：
如图1所示，本实用新型提供了一种多级过滤自循环式的超纯水设备，包括储水箱1和压力变送器2，所述储水箱1的底部内壁上固定安装有压力变送器2，所述储水箱1的输入端通过输入管道5与隔膜阀4相连接，所述输入管道5的输入端与第一流量控制器3相连接，所述储水箱1的输出端通过输出管道7与水流控制器6相连接，所述输出管道7的控制端与单向阀24相连接，所述压力变送器2的输出端通过连接管道11与纯水泵10相连接，初级纯水首先由第一流量控制器3和隔膜阀4控制流入水箱的流量，在入水处设置第一个水质采样点，对关键水质参数TOC进行检测，作为处理后的水质的对比参考。储水箱1底部安装有压力变送器2可对储水箱1的液位进行枪测，避免储水箱1液位过高或者过低，储水箱1液位过高会导致逆流严重的话会影响上游部件的安全，储水箱1液位过低时纯水泵入口压力不足则纯水泵无法向外输送流体，必须保证入口压为大于纯水泵的汽蚀余量。待处理的纯水由储水箱1底部经第一台纯水泵抽吸向流量控制器输送流体，纯水泵的入口端的压力变送器用来检测系入口压为，泵出口段的流量控制器可测量泵出口压为与流量，并能控制系统处理纯水的流量。在第一流量控制器3的出口设置第二个采样点，对储水箱1内的水质进行TOC测量，可判断储水箱1内的水质是否受到外界污染或是否有大量细茵繁殖；
所述纯水泵10的输出端与第二流量控制器12相连接，所述第二流量控制器12的输出端通过管道25依次与杀菌灯13和降TOC灯14相连接，所述管道25的输出端设置有压力计26，所述管道25的输出端端口处设置有吹气膜15和脱气膜16，所述脱气膜16的控制端与真空压力变送器20相连接，所述真空压力变送器20的输出端与真空泵23相连接，所述脱气膜16的输出端通过管道与紫外灯17相连接，所述紫外灯17的输出端通过管道与抽水泵18 相连接，所述抽水泵18的输出端与微纳米过滤膜19相连接，所述微纳米过滤膜19的输出端通过输水端口与输出管道7贯穿连接，所述储水箱1的右侧面上设置有排污管道9，所述排污管道9的上表面设置有球阀8，所述吹气膜 15的控制端与氮气流量控制器21相连接，所述氮气流量控制器21的驱动端与氮气泵22相连接，纯水经过第一级杀菌灯13的处理，对纯水中的细菌进行杀灭，第二台紫外灯17可将有机物进一步降解，纯水经两台串联吹气膜15 和脱气膜16处理进行去溶氧处理，脱气膜16一端向内扫高纯氮气，另一端向外抽真空，纯水经微纳米过滤膜19终端过滤去除颗粒物。
如图2所示，所述压力变送器2，是将多层具有相同材料、相同几何尺寸 (厚度和横截面积)的压电陶瓷片叠合在一起，在机械上串联、在电学上并联以实现纯压电变形位移，包括不锈钢壳体200，所述不锈钢壳体200的上表面固定安装有输出端口202，所述不锈钢壳体200的内壁上设置有硅橡胶203，所述硅橡胶203的上端与预紧弹簧201相连接，所述预紧弹簧201固定安装在输出端口202的下端，所述硅橡胶203的内壁上还设置有导线204，所述导线204的导电端与不锈钢片205相连接；所述不锈钢片205固定安装在不锈钢壳体200的内壁上，所述不锈钢片205的上表面设置有压电陶瓷片207，所述不锈钢壳体200的左侧面上还固定安装有驱动电源接头206，所述不锈钢壳体200的下端通过紧固螺钉208与储水箱1的内壁相连接，在降低压电陶瓷两端电压的同时，将压电陶瓷片的厚度减少相同的倍数，能够获得同样的输出位移。由于压电陶瓷片的连接方式是在机械上串联、电学上并联，所以N 片压电陶瓷片层叠的输出位移是单片压电陶瓷片输出位移的N倍。因此，实际应用时，多层器件不仅能够放大位移量，而且能有效地降低工作电压。利用这种方法能在较低的电压下产生较大的位移量，是理想的精密微位移机构的驱动源，具有体积小、无机械摩擦、无间隙、运动灵敏性高等优点。
综上所述，本实用新型的主要特点在于：
(1)本实用新型的超纯水设备在过所有工艺处里后，在末端设置第兰个水质采样点，分别对电阻率、溶氧和TOC进行检测。三段水质检测后的废水经过各自的单向阀后汇集在一处由排水管路排出。当水质达到超纯水的指标要求后即可向外供水，多余的流量可经排水液路排出。本发明设计的系统具有回水液路，可将一部分经各级工艺处理的超纯水引回至水箱中，其流量由回路上的流量控制器调节，这样的设计一方面可以避免超纯水的浪费，另一方面可尝试通过控制回水的流量对超纯水的水质进行控制；
(2)本实用新型采用抽真空与加扫气相结合操作模式是在脱气膜气一侧连接吹扫气体，另一头连接至真空系气路。吹扫气体可以稀释从液相中跑到气相侧的气体同时把他们带出脱气膜。该种脱气模式适合于对溶解氧含量极低的场合，待脱气的液体在中空纤维膜的外侧流动，一端在中空纤维膜的内侧施加真空抽吸，另一端辅适量的氮气吹扫造成膜内氧气的气体分压降低。液相中的氧就不断由液相向膜内侧的气相移动，并由吹扫气体和真空抽吸带走。这就降低了水中的溶氧浓度。
(3)本实用新型使用错流过滤的操作方式和立式的安装方式对超纯水进行终端过滤，祛除了超纯水中的颗粒物，排除了超纯水中的杂质干扰。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (7)
1.一种多级过滤自循环式的超纯水设备，其特征在于：包括储水箱(1)和压力变送器(2)，所述储水箱(1)的底部内壁上固定安装有压力变送器(2)，所述储水箱(1)的输入端通过输入管道(5)与隔膜阀(4)相连接，所述输入管道(5)的输入端与第一流量控制器(3)相连接，所述储水箱(1)的输出端通过输出管道(7)与水流控制器(6)相连接，所述输出管道(7)的控制端与单向阀(24)相连接，所述压力变送器(2)的输出端通过连接管道(11)与纯水泵(10)相连接，所述纯水泵(10)的输出端与第二流量控制器(12)相连接，所述第二流量控制器(12)的输出端通过管道(25)依次与泵菌灯(13)和降TOC灯(14)相连接，所述管道(25)的输出端设置有压力计(26)，所述管道(25)的输出端端口处设置有吹气膜(15)和脱气膜(16)，所述脱气膜(16)的输出端通过管道与紫外灯(17)相连接，所述紫外灯(17)的输出端通过管道与抽水泵(18)相连接，所述抽水泵(18)的输出端与微纳米过滤膜(19)相连接，所述微纳米过滤膜(19)的输出端通过输水端口与输出管道(7)贯穿连接。
2.根据权利要求1所述的一种多级过滤自循环式的超纯水设备，其特征在于：所述储水箱(1)的右侧面上设置有排污管道(9)，所述排污管道(9)的上表面设置有球阀(8)。
3.根据权利要求1所述的一种多级过滤自循环式的超纯水设备，其特征在于：所述吹气膜(15)的控制端与氮气流量控制器(21)相连接，所述氮气流量控制器(21)的驱动端与氮气泵(22)相连接。
4.根据权利要求1所述的一种多级过滤自循环式的超纯水设备，其特征在于：所述脱气膜(16)的控制端与真空压力变送器(20)相连接，所述真空压力变送器(20)的输出端与真空泵(23)相连接。
5.根据权利要求1所述的一种多级过滤自循环式的超纯水设备，其特征在于：所述压力变送器(2)包括不锈钢壳体(200)，所述不锈钢壳体(200)的上表面固定安装有输出端口(202)，所述不锈钢壳体(200)的内壁上设置有硅橡胶(203)，所述硅橡胶(203)的上端与预紧弹簧(201)相连接，所述预紧弹簧(201)固定安装在输出端口(202)的下端，所述硅橡胶(203)的内壁上还设置有导线(204)，所述导线(204)的导电端与不锈钢片(205) 相连接。
6.根据权利要求5所述的一种多级过滤自循环式的超纯水设备，其特征在于：所述不锈钢片(205)固定安装在不锈钢壳体(200)的内壁上，所述不锈钢片(205)的上表面设置有压电陶瓷片(207)。
7.根据权利要求5所述的一种多级过滤自循环式的超纯水设备，其特征在于：所述不锈钢壳体(200)的左侧面上还固定安装有驱动电源接头(206)，所述不锈钢壳体(200)的下端通过紧固螺钉(208)与储水箱(1)的内壁相连接。
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